(57)【要約】【課題】利便性及び操作性が向上されたプラント運転支援装置及びプラント運転支援方法を提供すること。【解決手段】プラント２内のセンサデータに基づいてプラント２の未来の運転状態を数式を用いて推定し、数式の演算結果としての推定値を数値表現に比べてより抽象的且つ簡略化された表現でプラント２内に生じる現象を表す報知メッセージに変換してオペレータに報知する未来動作推定手段１０２、状態判定手段１０３、メッセージ生成手段１０４、報知手段１０５、報知メッセージに対して具体的な数値表現に比べてより抽象的且つ簡略化された表現の指示メッセージが入力された場合、指示メッセージが示す具体的な意味の解釈結果に基づいてプラント２を制御する入力手段１０６、指示判定手段１０７、操作量算出手段１０８、操作シーケンスＤＢ１０９、プラント制御手段１１０を備えるプラント運転支援装置１。【選択図】図１
2007094843.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラント内のプロセス検出量に基づいて当該プラントの未来の運転状態を数式を用いて推定し、当該数式の演算結果としての推定値を数値表現に比べてより抽象的且つ簡略化された表現で前記プラント内に生じる現象を表す報知メッセージに変換し、当該報知メッセージをオペレータに報知する報知メッセージ出力手段と、
前記報知メッセージに対して具体的な数値表現に比べてより抽象的且つ簡略化された表現の指示メッセージが入力された場合、当該指示メッセージが示す具体的な意味を解釈し、その解釈結果に基づいて前記プラントを制御する制御手段と、
を備えること、
を特徴とするプラント運転支援装置。
【請求項２】
前記報知メッセージと前記指示メッセージとを対応付けて記憶する記憶手段と、
前記報知メッセージ出力手段により報知される報知メッセージに対応する報知メッセージを前記記憶手段から検索し、当該検索された報知メッセージと、当該検索された報知メッセージと対応付けて記憶されている指示メッセージと、を推奨メッセージとしてオペレータに報知する推奨メッセージ出力手段を備えること、
を特徴とする請求項１記載のプラント運転支援装置。
【請求項３】
前記報知メッセージ出力手段は、
前記プラント内に配置された機器から検出されたプロセス検出量に基づいて、前記プラントの未来の運転状態を物理的又は化学的諸量に基づいた具体的な数式を用いて運転状態情報として算出する未来動作推定手段と、
前記未来動作推定手段により算出された前記運転状態情報に基づいて、前記プラントの未来の運転状態を判定する状態判定手段と、
前記状態判定手段により判定された前記運転状態を数値表現に比べてより抽象的且つ簡略化された表現に変換して前記報知メッセージを生成するメッセージ生成手段と、
前記メッセージ生成手段により生成された前記報知メッセージをオペレータに対して報知する報知手段と、
を有すること、
を特徴とする請求項１又は２記載のプラント運転支援装置。
【請求項４】
前記制御手段は、
前記指示メッセージを受け付ける入力手段と、
前記入力手段により受け付けられた指示メッセージと前記報知メッセージとに基づいて、前記指示メッセージが示す操作指示内容を判定する指示判定手段と、
前記指示判定手段により判定された前記操作指示内容に基づいて、前記プラント内に配置された機器に対する具体的な操作量を算出する操作量算出手段と、
前記操作量算出手段により算出された前記操作量を前記プラント内に配置された機器に出力するプラント制御手段と、
を有すること、
を特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のプラント運転支援装置。
【請求項５】
前記記憶手段は、
前記報知メッセージと前記指示メッセージとが対応付けられた操作命令レコードを生成して操作命令データベースとして記憶させる操作命令レコード生成手段と、
前記操作命令レコード生成手段により生成された前記操作命令レコードに基づいて、前記運転状態情報と前記操作量とが対応付けられた実施操作レコードを生成して実施操作データベースとして記憶させるデータ変換手段と、
を有すること、
を特徴とする請求項４記載のプラント運転支援装置。
【請求項６】
プラント内のプロセス検出量に基づいて当該プラントの未来の運転状態を数式を用いて推定し、当該数式の演算結果としての推定値を数値表現に比べてより抽象的且つ簡略化された表現で前記プラント内に生じる現象を表す報知メッセージに変換し、当該報知メッセージをオペレータに報知する報知メッセージ出力工程と、
前記報知メッセージに対して具体的な数値表現に比べてより抽象的且つ簡略化された表現の指示メッセージが入力された場合、当該指示メッセージが示す具体的な意味を解釈し、その解釈結果に基づいて前記プラントを制御する制御工程と、
を含むこと、
を特徴とするプラント運転支援方法。
【請求項７】
前記報知メッセージと前記指示メッセージとを対応付けて記憶する記憶工程と、
前記報知メッセージ出力工程により報知される報知メッセージに対応する報知メッセージを前記記憶工程により記憶された報知メッセージから検索し、当該検索された報知メッセージと、当該検索された報知メッセージと対応付けて記憶されている指示メッセージと、を推奨メッセージとしてオペレータに報知する推奨メッセージ出力工程を含むこと、
を特徴とする請求項６記載のプラント運転支援方法。
【請求項８】
前記報知メッセージ出力工程は、
前記プラント内に配置された機器から検出されたプロセス検出量に基づいて、前記プラントの未来の運転状態を物理的又は化学的諸量に基づいた具体的な数式を用いて運転状態情報として算出する未来動作推定工程と、
前記未来動作推定工程により算出された前記運転状態情報に基づいて、前記プラントの未来の運転状態を判定する状態判定工程と、
前記状態判定工程により判定された前記運転状態を数値表現に比べてより抽象的且つ簡略化された表現に変換して前記報知メッセージを生成するメッセージ生成工程と、
前記メッセージ生成工程により生成された前記報知メッセージをオペレータに対して報知する報知工程と、
を含むこと、
を特徴とする請求項６又は７記載のプラント運転支援方法。
【請求項９】
前記制御工程は、
前記指示メッセージを受け付ける入力工程と、
前記入力工程により受け付けられた指示メッセージと前記報知メッセージとに基づいて、前記指示メッセージが示す操作指示内容を判定する指示判定工程と、
前記指示判定工程により判定された前記操作指示内容に基づいて、前記プラント内に配置された機器に対する具体的な操作量を算出する操作量算出工程と、
前記操作量算出工程により算出された前記操作量を前記プラント内に配置された機器に出力するプラント制御工程と、
を含むこと、
を特徴とする請求項６から８のいずれか一項に記載のプラント運転支援方法。
【請求項１０】
前記記憶工程は、
前記報知メッセージと前記指示メッセージとが対応付けられた操作命令レコードを生成して操作命令データベースとして記憶させる操作命令レコード生成工程と、
前記操作命令レコード生成工程により生成された前記操作命令レコードに基づいて、前記運転状態情報と前記操作量とが対応付けられた実施操作レコードを生成して実施操作データベースとして記憶させるデータ変換工程と、
を含むこと、
を特徴とする請求項９記載のプラント運転支援方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラントの運転状態に基づいてプラントの運転支援を行うプラント運転支援装置及びプラント運転支援方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、発電、石油精製、鉄鋼、ガス、上下水道などのプラントは、各生産工程における生成物の品質に関する物理量や化学量を実時間（リアルタイム）で計測することが困難であるため、プラント各部に設けられた温度センサ・流量計・圧力センサ等の各種計測機器や、バルブ・ヒータ等の各種調整機器から取得された機器の状況データに応じて、オペレータ自身のプラント運転制御の経験や技術的な秘訣（ノウハウ）に依存した運転制御が行われている。
【０００３】
例えば、プラントデータに基づいてプラントシミュレーションモデルのパラメータを随時修正しながら、プラントの動作と並行してプラントの動作を予測するプラントシミュレータを備えたシステムが開示されている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平０９−１３４２１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、このような従来のプラント運転支援装置では、各オペレータのプラント運転制御の経験や技術的な秘訣を他のオペレータに伝承させることが困難であり、安定したプラント運転制御を実現することが困難であるという問題がある。また、従来のプラント運転支援装置は、制御対象となる各種調整機器は各プラント固有の機器であるため、プラント毎に運転制御方法が異なり、オペレータはプラント毎に運転制御方法の経験や技術的な秘訣を習得しなければならいため利便性に乏しいという問題や、複数の類似プラントを同時に制御することができないため操作性が悪いという問題がある。
【０００５】
本発明の課題は、利便性及び操作性が向上されたプラント運転支援装置及びプラント運転支援方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に記載の発明は、プラント内のプロセス検出量に基づいて当該プラントの未来の運転状態を数式を用いて推定し、当該数式の演算結果としての推定値を数値表現に比べてより抽象的且つ簡略化された表現で前記プラント内に生じる現象を表す報知メッセージに変換し、当該報知メッセージをオペレータに報知する報知メッセージ出力手段と、前記報知メッセージに対して具体的な数値表現に比べてより抽象的且つ簡略化された表現の指示メッセージが入力された場合、当該指示メッセージが示す具体的な意味を解釈し、その解釈結果に基づいて前記プラントを制御する制御手段と、備えるプラント運転支援装置であること、を特徴としている。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、請求項１記載のプラント運転支援装置において、前記報知メッセージと前記指示メッセージとを対応付けて記憶する記憶手段と、前記報知メッセージ出力手段により報知される報知メッセージに対応する報知メッセージを前記記憶手段から検索し、当該検索された報知メッセージと、当該検索された報知メッセージと対応付けて記憶されている指示メッセージと、を推奨メッセージとしてオペレータに報知する推奨メッセージ出力手段を備えること、を特徴としている。
【０００８】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２記載のプラント運転支援装置において、前記報知メッセージ出力手段は、前記プラント内に配置された機器から検出されたプロセス検出量に基づいて、前記プラントの未来の運転状態を物理的又は化学的諸量に基づいた具体的な数式を用いて運転状態情報として算出する未来動作推定手段と、前記未来動作推定手段により算出された前記運転状態情報に基づいて、前記プラントの未来の運転状態を判定する状態判定手段と、前記状態判定手段により判定された前記運転状態を数値表現に比べてより抽象的且つ簡略化された表現に変換して前記報知メッセージを生成するメッセージ生成手段と、前記メッセージ生成手段により生成された前記報知メッセージをオペレータに対して報知する報知手段と、を有すること、を特徴としている。
【０００９】
請求項４に記載の発明は、請求項１から３のいずれか一項に記載のプラント運転支援装置において、前記制御手段は、前記指示メッセージを受け付ける入力手段と、前記入力手段により受け付けられた指示メッセージと前記報知メッセージとに基づいて、前記指示メッセージが示す操作指示内容を判定する指示判定手段と、前記指示判定手段により判定された前記操作指示内容に基づいて、前記プラント内に配置された機器に対する具体的な操作量を算出する操作量算出手段と、前記操作量算出手段により算出された前記操作量を前記プラント内に配置された機器に出力するプラント制御手段と、を有すること、を特徴としている。
【００１０】
請求項５に記載の発明は、請求項４記載のプラント運転支援装置において、前記記憶手段は、前記報知メッセージと前記指示メッセージとが対応付けられた操作命令レコードを生成して操作命令データベースとして記憶させる操作命令レコード生成手段と、前記操作命令レコード生成手段により生成された前記操作命令レコードに基づいて、前記運転状態情報と前記操作量とが対応付けられた実施操作レコードを生成して実施操作データベースとして記憶させるデータ変換手段と、を有すること、を特徴としている。
【００１１】
請求項６に記載の発明は、プラント内のプロセス検出量に基づいて当該プラントの未来の運転状態を数式を用いて推定し、当該数式の演算結果としての推定値を数値表現に比べてより抽象的且つ簡略化された表現で前記プラント内に生じる現象を表す報知メッセージに変換し、当該報知メッセージをオペレータに報知する報知メッセージ出力工程と、前記報知メッセージに対して具体的な数値表現に比べてより抽象的且つ簡略化された表現の指示メッセージが入力された場合、当該指示メッセージが示す具体的な意味を解釈し、その解釈結果に基づいて前記プラントを制御する制御工程と、を含むプラント運転支援方法であること、を特徴としている。
【００１２】
請求項７に記載の発明は、請求項６記載のプラント運転支援方法において、前記報知メッセージと前記指示メッセージとを対応付けて記憶する記憶工程と、前記報知メッセージ出力工程により報知される報知メッセージに対応する報知メッセージを前記記憶工程により記憶された報知メッセージから検索し、当該検索された報知メッセージと、当該検索された報知メッセージと対応付けて記憶されている指示メッセージと、を推奨メッセージとしてオペレータに報知する推奨メッセージ出力工程を含むこと、を特徴としている。
【００１３】
請求項８に記載の発明は、請求項６又は７記載のプラント運転支援方法において、前記報知メッセージ出力工程は、前記プラント内に配置された機器から検出されたプロセス検出量に基づいて、前記プラントの未来の運転状態を物理的又は化学的諸量に基づいた具体的な数式を用いて運転状態情報として算出する未来動作推定工程と、前記未来動作推定工程により算出された前記運転状態情報に基づいて、前記プラントの未来の運転状態を判定する状態判定工程と、前記状態判定工程により判定された前記運転状態を数値表現に比べてより抽象的且つ簡略化された表現に変換して前記報知メッセージを生成するメッセージ生成工程と、前記メッセージ生成工程により生成された前記報知メッセージをオペレータに対して報知する報知工程と、を含むこと、を特徴としている。
【００１４】
請求項９に記載の発明は、請求項６から８のいずれか一項に記載のプラント運転支援方法において、前記制御工程は、前記指示メッセージを受け付ける入力工程と、前記入力工程により受け付けられた指示メッセージと前記報知メッセージとに基づいて、前記指示メッセージが示す操作指示内容を判定する指示判定工程と、前記指示判定工程により判定された前記操作指示内容に基づいて、前記プラント内に配置された機器に対する具体的な操作量を算出する操作量算出工程と、前記操作量算出工程により算出された前記操作量を前記プラント内に配置された機器に出力するプラント制御工程と、を含むこと、を特徴としている。
【００１５】
請求項１０に記載の発明は、請求項９記載のプラント運転支援方法において、前記記憶工程は、前記報知メッセージと前記指示メッセージとが対応付けられた操作命令レコードを生成して操作命令データベースとして記憶させる操作命令レコード生成工程と、前記操作命令レコード生成工程により生成された前記操作命令レコードに基づいて、前記運転状態情報と前記操作量とが対応付けられた実施操作レコードを生成して実施操作データベースとして記憶させるデータ変換工程と、を含むこと、を特徴としている。
【発明の効果】
【００１６】
請求項１、５に記載の発明によれば、プラントの未来の運転状態に基づいて推定されたプラント内に生じる現象を数値表現に比べてより抽象的且つ簡略化された表現で表された報知メッセージをオペレータに報知することができ、また、具体的な数値表現に比べてより抽象的且つ簡略化された表現の指示メッセージに基づいてプラントが制御されるため、オペレータはプラント固有の操作方法を習熟する必要が無くなり、プラント固有の機器構成や具体的な操作方法を知らなくても、本来そのプラントに要求される基本的な動作を身に付けてさえいれば運転操作できるため、オペレータの操作負荷を低減させることができると共に、オペレータのプラントの運転制御の経験に拘わらず、安定したプラントの運転制御を実現することができる。また、プラント内に生じる現象及びプラントに対する指示が具体的な数値表現に比べてより抽象的且つ簡略化された表現の形態であるため、プラントの運転制御の技術的な秘訣を容易に他のオペレータに伝承することができると共に、プラントの機器構成が異なる複数のプラントも容易に制御することができる。従って、オペレータに対する利便性及び操作性を向上させることができる。
【００１７】
請求項２、７に記載の発明によれば、請求項１又は５と同様の効果を得られるのは勿論のこと、報知メッセージと指示メッセージとを対応つけて記憶することにより、プラントの運転制御の技術的な秘訣（ノウハウ）を蓄積することができ、記憶手段に記憶されている報知メッセージ及び指示メッセージを推奨メッセージとしてオペレータに報知することができるため、過去のプラントの運転制御の技術的な秘訣（ノウハウ）を活用することができ、オペレータは、報知された推奨メッセージに基づいて指示メッセージを入力することができるため、オペレータのプラント運転制御の経験に拘わらず、操作性及び利便性を向上させることができる。
【００１８】
請求項３、８に記載の発明によれば、請求項１又は２、５又は６のいずれか一項と同様の効果を得られるのは勿論のこと、報知メッセージがプラント内に配置された機器から収集されたセンサデータを用いて推定されたプラントの未来の運転状態情報に基づいて生成されることにより、事前に異常を検出してオペレータに報知することができるため、オペレータは報知メッセージを認識することにより早期に異常を回避するための方策を整えることができ、安定したプラントの運転制御を実現することができる。
【００１９】
請求項４、９に記載の発明によれば、請求項１から３、５から８のいずれか一項と同様の効果を得られるのは勿論のこと、抽象的な指示メッセージ及び報知メッセージに基づいて判定された操作指示内容に応じて、各種機器の具体的な操作量が算出され、算出された操作量によりプラント内の各種機器を制御することができるため、オペレータの運転制御の経験に拘わらず容易にプラントの制御を行うことができる。
【００２０】
請求項５、１０に記載の発明によれば、請求項４又は９と同様の効果を得られるのは勿論のこと、報知メッセージと指示メッセージとが対応付けられた操作命令レコードを記憶すると共に、当該操作命令レコードに基づいて運転状態情報と操作量とが対応付けられた実施操作レコードが記憶されるため、操作命令レコードと実施操作レコードをプラントの運転制御の技術的な秘訣（ノウハウ）を記憶することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、図を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。なお、この発明にはこの実施の形態に限定されるものではない。また、この発明の実施の形態は、発明の最も好ましい形態を示すものであり、この発明の用語はこれに限定されない。
【００２２】
[実施の形態１]
以下、図を参照して本発明の実施１の形態を詳細に説明する。
まず、構成を説明する。
図１に、本実施の形態１におけるプラント運転支援装置１の構成図を示す。
【００２３】
図１に示すように、プラント運転支援装置１は、プラント２と通信可能に接続されており、プラント２内に配置された各種機器から検出されたプロセス検出量（以下、センサデータ）をオペレータ３に表示させると共に、センサデータに基づいてプラント内に生じる現象を数値表現に比べてより抽象的かつ簡略化された表現で表された報知メッセージをオペレータに報知し、報知メッセージに対してオペレータから操作指示された数値表現に比べてより抽象的かつ簡略化された表現で表された指示メッセージに基づいてプラント２内の各種機器の操作量を算出して制御する装置である。
【００２４】
なお、図１ではプラント運転支援装置１と通信可能に接続されているプラント２は１つであるが、複数のプラントと通信可能に接続されていてもよい。本実施の形態１において、説明を簡略化するために、プラント運転支援装置１とプラント２とが接続されている場合において、説明する。
【００２５】
プラント運転支援装置１は、表示手段１０１、未来動作推定手段１０２、状態判定手段１０３、メッセージ生成手段１０４、報知手段１０５、入力手段１０６、指示判定手段１０７、操作量算出手段１０８、操作シーケンスＤＢ１０９、プラント制御手段１１０、操作命令レコード生成手段１１１、操作命令ＤＢ１１２、データ変換手段１１３、実施操作ＤＢ１１４、を備えて構成されている。
【００２６】
表示手段１０１は、例えば、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）やＥＬ（Electro Luminescence）ディスプレイ等によって構成され、入力手段１０６から入力される指示に従ってプラント運転支援装置１において実行される各種情報を表示画面上に表示を行うと共に、プラント２内の各種機器から収集されたセンサデータを表示画面上に表示させる。
【００２７】
未来動作推定手段１０２は、プラント内に配置された各種機器から検出されたセンサデータに基づいて、プラント２の未来の運転状態を推定するプラントシミュレータの機能を備える。
【００２８】
プラントシミュレータとしては、物理法則又は化学法則の各種諸量に基づいた数式を用いて作成されたプラント制御モデルを用いてプラント２内の各種工程を模擬した装置であり、検出され収集されたセンサデータをプラント制御モデルに代入して変数を逐次変化させ、実時間よりも高速にプラント制御モデルを動作させることによりプラント２の未来の運転状態を示す運転状態情報を算出する装置を用いることができる。
【００２９】
未来動作推定手段１０２により算出されるプラント２の運転状態情報としては、各種機器から検出されて収集されたセンサデータや、実際には測定不能であるがプラント制御モデルを用いて算出可能な各種反応器内の物理的特性値などの各種シミュレーション値を含むプロセスデータ（Process Value；以下、ＰＶ値）の時系列データである。
【００３０】
状態判定手段１０３は、未来動作推定手段１０２により算出されたＰＶ値に基づいて、プラント２の未来の運転状態を判定する機能を実現する。プラント２の運転状態の判定処理は、ＰＶ値を参照して、例えば温度センサ・圧力センサ・流量センサ等の各種計測機器から検出されたセンサデータ及び各種シミュレーション値に基づいて、プラント２が定常運転状態、運転立ち上げ状態、運転切替状態等の運転状態を判定し、判定された運転状態において更に詳細な運転状態を判定する。なお、判定された運転状態には、判定根拠となるＰＶ値と関連付けるための識別情報（コード）が付される。
【００３１】
プラント２の運転状態の判定処理としては、例えば、予め設定されたか各種運転状態を判別するための閾値とＰＶ値とを比較してプラント２の運転状態を判別する方法と、性状推定モデルを用いて判定する方法とを挙げることができる。
【００３２】
性状推定モデルを用いてプラント２の運転状態を判定する方法としては、時系列のＰＶ値を入力データとした階層型のニューラルネットワークによる非線形モデルを用いる方法や、重回帰式による線形モデルを用いる方法や、これらを組み合わせた方法を挙げることができる。
【００３３】
メッセージ生成手段１０４には、予め各種運転状態に応じたプラント内に生じる現象を表すメッセージがデータベース化されて記憶されており、状態判定手段１０３により判定された運転状態に対応するメッセージを当該データベースから検索し、検索されたメッセージを報知メッセージとして生成する。
【００３４】
メッセージ生成手段１０４により生成される報知メッセージは、具体的な数値や動作状態を示すメッセージ（例えば、ポリマーの粘度はＸです。）ではなく、数値等の具体的な表現を伴わずにオペレータが直感的に理解できる程度に省略又は単純化された表現のメッセージ（例えば、ポリマーの品質が劣化します。）である。なお、生成され報知メッセージは、生成根拠となる運転状態及びＰＶ値と関連付けるための識別情報（コード）が付される。
【００３５】
報知手段１０５は、スピーカやＬＣＤ（Liquid Crystal Display）やＥＬ（Electro Luminescence）ディスプレイ等によって構成され、メッセージ生成手段１０４により生成された報知メッセージをオペレータに対して音声や画像により報知する。
【００３６】
報知メッセージを音声又は画像のうち少なくとも一方を用いてオペレータに報知することにより、オペレータに対して明確に報知メッセージを提示することができ、利便性を向上させることができる。
【００３７】
なお、本実施の形態では表示手段１０１と報知手段１０５とを別の構成として説明するが、同一の構成であってもよい。
【００３８】
入力手段１０６は、オペレータが発する音声を受け付ける送話器（マイクロフォン）と、受け付けた音声を指示メッセージとして認識する音声認識装置とによって構成されている。なお、認識された指示メッセージは、後述するＳＶ値及び操作指示内容と関連付けるための識別情報（コード）が付される。
【００３９】
指示メッセージとしてオペレータが発した音声を認識することができるため、キーボードやポインティングデバイス等の機械的な入力装置に不慣れなオペレータに対しても容易にプラントの制御指示を行わせることができるため、操作ミスを低減させることができる。
【００４０】
音声認識装置としては、例えば、人間の発声の小さな単位（音素）の音響特徴が記述された音響モデルと音声認識させることばが記述された認識辞書とを備え、送話器から入力された音声を分析して音響特徴を算出し、認識辞書に記述されていることばの中から、ことばの音響特徴が入力音声の音響特徴に最も近いことばを探して音声認識結果として出力する装置である。
【００４１】
入力手段１０６により受け付けられる指示メッセージは、報知手段１０５によりオペレータに対して報知された報知メッセージに対してプラントに生ずる現象を修正するためになすべき操作を数値等の具体的な表現を伴わずに省略又は単純化された表現のメッセージである。例えば、報知メッセージが「ポリマーの品質が劣化します。」というメッセージである場合に対して、オペレータが意図するメッセージとしては、具体的な操作指示（例えば、反応器の温度をＹ℃に設定する。）ではなく、抽象的な操作指示（例えば、反応器の温度を上げよ。）である。
【００４２】
なお、入力手段１０６として、指示メッセージやプラント運転支援装置１の各種動作を入力するためのカーソルキー、数字入力キー及び各種機能キー等を備えたキーボード、マウスやタブレット等のポインティングデバイス等や、表示手段１０１又は報知手段１０５の表示画面を覆うように設けられたタッチパネル等を更に備える構成としてもよい。
【００４３】
指示判定手段１０７は、報知手段１０５によりオペレータに報知された報知メッセージと、当該報知メッセージに対して前記入力手段１０６により受け付けられた指示メッセージとに基づいて、指示メッセージが示すオペレータが意図する具体的な意味を解釈して操作指示内容を判定する。なお、判定された操作指示内容は、判定根拠となる指示メッセージと関連付けるための識別情報（コード）が付される。
【００４４】
操作指示内容を判定する方法としては、報知メッセージに付された識別情報に基づいて、報知メッセージの生成根拠となったＰＶ値を読出し、読み出されたＰＶ値に基づいて指示メッセージが示す具体的な操作指示内容を判定する。例えば、指示メッセージが「反応器を加熱せよ。」である場合には、ＰＶ値が示す反応器の温度、圧力、反応器に流入される原料フィード量等のセンサデータとシミュレーション値とに基づいて、反応器をどのように加熱させるかを判定する。
【００４５】
操作量算出手段１０８は、指示判定手段１０７により判定された操作指示内容に基づいて、操作シーケンスＤＢ１０９を参照して各種機器に対する具体的な操作量（Set point Value；以下、ＳＶ値）を算出する。なお、算出されたＳＶ値は、算出根拠となる操作指示内容及び指示メッセージと関連付けるための識別情報（コード）が付される。
【００４６】
操作シーケンスＤＢ１０９には、予め操作指示内容に対応する操作シーケンスデータが記憶されている。操作シーケンスデータとしては、各運転状態に対応する時系列の過去のセンサデータや操作量、及びこれらセンサデータや操作量に基づいて加工された各運転状態の操業情報や生産情報などにより構成されている。
【００４７】
プラント制御手段１１０は、操作量算出手段１０８により算出されたＳＶ値をプラント２内に配置された各種機器に出力する。
【００４８】
操作命令レコード生成手段１１１は、指示判定手段１０７から報知メッセージと指示メッセージとを取得し、報知メッセージと報知メッセージに対して受け付けられた指示メッセージとを対応付けて操作命令レコードを生成し、生成された操作命令レコードを操作命令ＤＢ（データベース）１１２に記憶させる。
【００４９】
図２に、操作命令ＤＢ１１２の一例を示す。
図２に示すように、操作命令ＤＢ１１２は、報知メッセージがオペレータに報知された日付を示す日付フィールド及び時刻を示す時刻フィールドと、当該日付フィールド及び時刻フィールドに対応する報知メッセージを示す報知メッセージフィールドと、報知メッセージフィールドに示された報知メッセージに対応する指示メッセージを示す指示メッセージフィールドから構成される操作命令レコード１１２ａが複数記憶されている。
【００５０】
データ変換手段１１３は、操作命令ＤＢ１１２に記憶された操作命令レコード１１２ａに基づいて、報知メッセージに付された識別情報に対応するＰＶ値を読出すと共に、指示メッセージに付された識別情報に対応するＳＶ値を操作量算出手段１０８から読出し、読み出されたＰＶ値とＳＶ値を対応付けて実施操作レコードを生成し、生成された実施操作レコードを実施操作ＤＢ１１４に記憶させる。
【００５１】
図３に、実施操作ＤＢ１１４の一例を示す。
図３に示すように、実施操作ＤＢ１１４は、報知メッセージがオペレータに報知された日付を示す日付フィールド及び時刻を示す時刻フィールドと、当該日付フィールド及び時刻フィールドに対応する各種ＰＶ値を示す各種ＰＶ値フィールドと、各種ＰＶ値フィールドに示されたＰＶ値に対応するＳＶ値を示す各種ＳＶ値フィールドから構成される実施操作レコード１１４ａが複数記憶されている。
【００５２】
なお、更に実施操作レコードのフィールドとして、報知メッセージに基づいて判定された運転状態を加えてもよい。
【００５３】
例えば、図３に示す「Ｔ０００１．ＰＶ」のＰＶ値フィールド１１４ｂは、「０００１」番目の温度センサのＰＶ値を示すフィールドであり、ＰＶ値（ここでは、計測温度）として、例えば１２２．３℃を示している。このＰＶ値フィールド１１４ｂに対応するＳＶ値フィールドとしては、「Ｔ０００１．ＳＶ」のＳＶ値フィールド１１４ｃであり、ＳＶ値（ここでは、設定温度）として、例えば１３０℃が示されている。
【００５４】
本実施の形態１のプラント運転支援装置１は、未来動作推定手段１０２、状態判定手段１０３、メッセージ生成手段１０４、報知手段１０５により報知メッセージ出力手段が構成されており、入力手段１０６、指示判定手段１０７、操作量算出手段１０８、操作シーケンスＤＢ１０９、プラント制御手段１１０により制御手段が構成されている。また、操作命令レコード生成手段１１１、操作命令ＤＢ１１２、データ変換手段１１３、実施操作ＤＢ１１４により記憶手段が構成される。
【００５５】
なお、本実施の形態における報知メッセージ出力手段、制御手段、記憶手段は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等により構成され、ＲＯＭに記憶された各種データやシステムプログラム等をＲＡＭ内に展開し、これらのプログラム及びデータとの協働により実行されるソフトウェアとして実現される例を説明するが、ハードウェアとして実現されていてもよく、ソフトウェアとハードウェアとの組合せにより実現されてもよい。
【００５６】
次に、本実施の形態１の動作を説明する。
図４に、報知メッセージ出力手段により実行される報知メッセージの出力処理のフローチャートを示す。
【００５７】
未来動作推定手段１０２は、プラント２内の各種機器から検出されたセンサデータを収集し（ステップＳ１）、収集したセンサデータに基づいて、プラントシミュレーション処理を実行してＰＶ値を算出し、状態判定手段１０３に算出されたＰＶ値を出力する（ステップＳ２）。
【００５８】
状態判定手段１０３は、未来動作推定手段１０２から入力されたＰＶ値に基づいて、プラント２の運転状態の判定処理を実行し、判定された運転状態をメッセージ生成手段１０４に出力する（ステップＳ３）。
【００５９】
メッセージ生成手段１０４は、状態判定手段１０３から入力された運転状態に対応するメッセージをデータベースから検索し、検索されたメッセージを報知メッセージとして報知手段１０５に出力する（ステップＳ４）。
【００６０】
報知手段１０５は、メッセージ生成手段１０４から入力された報知メッセージを音声又は画像の少なくとも一方を用いてオペレータに報知し（ステップＳ５）、本処理は終了される。
【００６１】
図４に示す処理によれば、報知メッセージがプラント内に配置された機器から収集されたセンサデータを用いて推定されたプラントの未来の運転状態情報に基づいて生成されることにより、事前に異常を検出してオペレータに報知することができるため、オペレータは報知メッセージを認識することにより早期に異常を回避するための方策を整えることができ、安定したプラントの運転制御を実現することができる。
【００６２】
図５に、制御手段により実行されるＳＶ値の出力処理のフローチャートを示す。
入力手段１０６は、オペレータにより音声が受け付けられたか否かを判別し（ステップＳ１１）、音声が受け付けられていないと判別された場合（ステップＳ１１；Ｎｏ）、音声が受け付けられるまで待機する。
【００６３】
入力手段１０６は、音声が受け付けられたと判別した場合（ステップＳ１１；Ｙｅｓ）、受け付けられた音声に対して音声認識処理を実行して音声を指示メッセージとして認識し、認識した指示メッセージを指示判定手段１０７に出力する（ステップＳ１２）。
【００６４】
指示判定手段１０７は、報知手段１０５によりオペレータに報知された報知メッセージを取得すると共に、取得した報知メッセージと当該報知メッセージ対応して入力手段１０６から入力された指示メッセージとに基づいて、指示メッセージが示すオペレータが意図する操作指示内容を判定し、判定した操作指示内容を操作量算出手段１０８に出力する（ステップＳ１３）。
【００６５】
操作量算出手段１０８は、操作シーケンスＤＢ１０９を参照して、操作指示内容に対応する操作シーケンスデータの検索処理を実行し（ステップＳ１４）、検索された操作シーケンスデータと、報知メッセージに付された識別番号に対応するＰＶ値とに基づいて、操作指示内容を実現させるための操作量（ＳＶ値）の算出処理を実行し、算出されたＳＶ値をプラント制御手段１１０に出力する（ステップＳ１５）。
【００６６】
プラント制御手段１１０は、入力されたＳＶ値をプラント２内の各種機器に出力して、プラント２の動作を制御する（ステップＳ１６）。
【００６７】
図７に示す処理によれば、抽象的な指示メッセージ及び報知メッセージに基づいて判定された操作指示内容に応じて、各種機器の具体的な操作量が算出され、算出された操作量によりプラント内の各種機器を制御することができるため、オペレータの運転制御の経験に拘わらず容易にプラントの制御を行うことができる。
【００６８】
図６に、記憶手段により実行される操作命令ＤＢ及び実施操作ＤＢの生成処理のフローチャートを示す。
【００６９】
入力手段１０６は、オペレータにより音声が受け付けられたか否かを判別し（ステップＳ２１）、音声が受け付けられていないと判別された場合（ステップＳ２１；Ｎｏ）、音声が受け付けられるまで待機する。
【００７０】
入力手段１０６は、音声が受け付けられたと判別した場合（ステップＳ２１；Ｙｅｓ）、受け付けられた音声に対して音声認識処理を実行して音声を指示メッセージとして認識し、認識した指示メッセージを指示判定手段１０７に出力する（ステップＳ２２）。
【００７１】
指示判定手段１０７は、報知手段１０５によりオペレータに報知された報知メッセージを取得すると共に、取得した報知メッセージと当該報知メッセージ対応して入力手段１０６から入力された指示メッセージとに基づいて、指示メッセージが示すオペレータが意図する操作指示内容を判定する。判定した操作指示内容の根拠となる報知メッセージと指示メッセージとを操作命令レコード生成手段１１１に出力する（ステップＳ２３）。
【００７２】
操作命令レコード生成手段１１１は、入力された報知メッセージと指示メッセージとを対応付けて操作命令レコードを生成し、生成した操作命令レコードを操作命令ＤＢ１１２に記憶させる（ステップＳ２４）。
【００７３】
操作命令ＤＢ１１２に操作命令レコードが記憶されると、データ変換手段１１３は、操作命令ＤＢ１１２に記憶された操作命令レコードの報知メッセージに付された識別情報に対応するＰＶ値を読み出す（ステップＳ２５）。
【００７４】
また、データ変換手段１１３は、操作命令ＤＢ１１２に操作命令レコードが記憶されると、操作命令ＤＢ１１２に記憶された操作命令レコードの指示メッセージに付された識別情報に対応するＳＶ値を読み出す（ステップＳ２６）。
【００７５】
データ変換手段１１３は、読み出されたＰＶ値とＳＶ値とを対応付けて実施操作レコードを生成し、生成した実施操作レコードを実施操作ＤＢ１１４に記憶させ（ステップＳ２７）、本処理は終了される。
【００７６】
図６に示す処理によれば、報知メッセージと指示メッセージとが対応付けられた操作命令レコードを記憶すると共に、当該操作命令レコードに基づいて運転状態情報と操作量とが対応付けられた実施操作レコードが記憶されるため、操作命令レコードと実施操作レコードをプラントの運転制御の技術的な秘訣（ノウハウ）を記憶することができる。
【００７７】
以上のように、本実施の形態１によれば、プラント２の未来の運転状態に基づいて推定されたプラント内に生じる現象を数値表現に比べてより抽象的且つ簡略化された表現で表された報知メッセージをオペレータに報知することができ、また、具体的な数値表現に比べてより抽象的且つ簡略化された表現の指示メッセージに基づいてプラント２が制御されるため、オペレータはプラント固有の操作方法を習熟する必要が無くなり、プラント固有の機器構成や具体的な操作方法を知らなくても、本来そのプラントに要求される基本的な動作を身に付けてさえいれば運転操作できるため、オペレータの操作負荷を低減させることができると共に、オペレータのプラントの運転制御の経験に拘わらず、安定したプラントの運転制御を実現することができる。また、プラント内に生じる現象及びプラントに対する指示が具体的な数値表現に比べてより抽象的且つ簡略化された表現の形態であるため、プラントの運転制御の技術的な秘訣を容易に他のオペレータに伝承することができると共に、プラントの機器構成が異なる複数のプラントも容易に制御することができる。従って、オペレータに対する利便性及び操作性を向上させることができる。
【００７８】
[実施の形態２]
以下、図を参照して本発明の実施２の形態を詳細に説明する。
まず、構成を説明する。
図７に、本実施の形態２におけるプラント運転支援装置４の構成図を示す。
本実施の形態２におけるプラント運転支援装置４は、実施の形態１に示すプラント運転支援装置１が備える機能に加え、オペレータに報知される報知メッセージに対する指示メッセージとして最も好ましい指示メッセージを推奨メッセージとしてオペレータに報知する機能を備えたプラント運転支援装置である。
【００７９】
図７に示すプラント運転支援装置４の構成図において、実施の形態１に示すプラント運転支援装置１の構成図と同様の部分には、同一の符号を付して説明は省略し、異なる部分のみ説明する。
【００８０】
プラント運転支援装置４は、表示手段１０１、未来動作推定手段１０２、状態判定手段１０３、メッセージ生成手段１０４、報知手段１０５、入力手段１０６、指示判定手段１０７、操作量算出手段１０８、操作シーケンスＤＢ１０９、プラント制御手段１１０、操作命令レコード生成手段１１１、操作命令ＤＢ１１２、データ変換手段１１３、実施操作ＤＢ１１４、推奨メッセージ生成手段１１５、推奨メッセージ報知手段１１６を備えて構成されている。
【００８１】
推奨メッセージ生成手段１１５は、メッセージ生成手段１０４により生成された報知メッセージを取得し、操作命令ＤＢ１１２を参照して取得した報知メッセージに対応する報知メッセージを有する操作命令レコードを検索し、検索された操作命令レコードのうち最もメッセージ生成手段１０４により生成された報知メッセージに相応しい操作命令レコードを選択して、選択された操作命令レコードが有する報知メッセージ及び指示メッセージを推奨メッセージとして生成する。
【００８２】
報知メッセージに相応しい操作命令レコードの選択方法としては、取得した報知メッセージに対応する報知メッセージを有する操作命令レコードが複数検出された場合、検出された各操作命令レコードに対応する実施操作レコードを実施操作ＤＢ１１４から読出すと共に、メッセージ生成手段１０４により生成された報知メッセージに付加された識別情報に基づいて当該報知メッセージの生成根拠となるＰＶ値を読み出し、当該ＰＶ値と各実施操作レコードのＰＶ値とを比較することにより選択することができる。
【００８３】
なお、メッセージ生成手段１０４により生成された報知メッセージを取得した際、当該報知メッセージに付加された識別情報に基づいて判定された運転状態も同時に取得し、当該運転状態と、検出された各操作命令レコードに対応する実施操作レコードの運転状態とを比較する選択方法をＰＶ値の比較の前処理として加えてもよい。
【００８４】
推奨メッセージ報知手段１１６は、スピーカやＬＣＤ（Liquid Crystal Display）やＥＬ（Electro Luminescence）ディスプレイ等によって構成され、推奨メッセージ生成手段により生成された推奨メッセージをオペレータに対して音声や画像により報知する。
【００８５】
推奨メッセージが音声又は画像のうち少なくとも一方を用いてオペレータに報知されるため、オペレータに対して明確に推奨メッセージを提示することができ、利便性を向上させることができる。
【００８６】
なお、本実施の形態では表示手段１０１と報知手段１０５と推奨メッセージ報知手段１１６とを別の構成として説明するが、これらの組合せの構成や同一の構成としてもよい。
【００８７】
本実施の形態２のプラント運転支援装置４では、実施の形態１のプラント運転支援装置１が備える報知メッセージ出力手段、制御手段、記憶手段を備えるのは勿論のこと、推奨メッセージ生成手段１１５、推奨メッセージ報知手段１１６を有する推奨メッセージ出力手段を備える。
【００８８】
なお、本実施の形態における推奨メッセージ出力手段は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等により構成され、ＲＯＭに記憶された各種データやシステムプログラム等をＲＡＭ内に展開し、これらのプログラム及びデータとの協働により実行されるソフトウェアとして実現される例を説明するが、ハードウェアとして実現されていてもよく、ソフトウェアとハードウェアとの組合せにより実現されてもよい。
【００８９】
次に、本実施の形態２の動作を説明する。
本実施の形態２の動作において、実施の形態１と同様の動作、即ち、図４に示す報知メッセージ出力手段により実行される報知メッセージの出力処理、図５に示す制御手段により実行されるＳＶ値の出力処理、図６に示す記憶手段により実行される操作命令ＤＢ及び実施操作ＤＢの生成処理、については図示及び説明は省略し、推奨メッセージ出力手段により実行される推奨メッセージの出力処理について説明する。
【００９０】
図８に、推奨メッセージ出力手段により実行される推奨メッセージの出力処理のフローチャートを示す。
【００９１】
未来動作推定手段１０２は、プラント２内の各種機器から検出されたセンサデータを収集し（ステップＳ３１）、収集したセンサデータに基づいて、プラントシミュレーション処理を実行してＰＶ値を算出し、状態判定手段１０３に算出されたＰＶ値を出力する（ステップＳ３２）。
【００９２】
状態判定手段１０３は、未来動作推定手段１０２から入力されたＰＶ値に基づいて、プラント２の運転状態の判定処理を実行し、判定された運転状態をメッセージ生成手段１０４に出力する（ステップＳ３３）。
【００９３】
メッセージ生成手段１０４は、状態判定手段１０３から入力された運転状態に対応するメッセージをデータベースから検索し、検索されたメッセージを報知メッセージとして報知手段１０５に出力すると共に、推奨メッセージ生成手段１１５に出力する（ステップＳ３４）。
【００９４】
推奨メッセージ生成手段１１５は、操作命令ＤＢ１１２を参照して、入力された報知メッセージに対応する報知メッセージを有する操作命令レコードの検出処理を実行する（ステップＳ３５）。
【００９５】
推奨メッセージ生成手段１１５は、検出された操作命令レコードが複数であるか否かを判別し（ステップＳ３６）、検出された操作命令レコードが複数でない（単数又は無し）と判別した場合（ステップＳ３６；Ｎｏ）、ステップＳ３９に進む。
【００９６】
推奨メッセージ生成手段１１５は、検出された操作命令レコードが複数であると判別した場合（ステップＳ３６；Ｙｅｓ）、実施操作ＤＢ１１４を参照して、検出された各操作命令レコードに対応する実施操作レコードを読み出す（ステップＳ３７）。
【００９７】
推奨メッセージ生成手段１１５は、入力された報知メッセージに付加された識別情報に基づいて当該報知メッセージの生成根拠となるＰＶ値を読み出し、当該ＰＶ値と検出された各実施操作レコードのＰＶ値とを比較して、入力された報知メッセージのＰＶ値に最も類似したＰＶ値を有する実施操作レコードを検出し、検出された実施操作レコードに対応する操作命令レコードを選択する（ステップＳ３８）。
【００９８】
推奨メッセージ生成手段１１５は、ステップＳ３６において検出された操作命令レコード又はステップＳ３８において選択された操作命令レコードが有する報知メッセージ及び指示メッセージを推奨メッセージとして生成し、生成した推奨メッセージを推奨メッセージ報知手段１１６に出力する（ステップＳ３９）。
【００９９】
なお、ステップＳ３６において操作命令レコードが検出されないと判別された場合には、推奨メッセージは生成されず本処理を終了するか、又は、操作命令レコードが検出されないと判別された場合には、推奨メッセージとして、推奨メッセージが無い事を示すメッセージを生成し、生成した推奨メッセージを推奨メッセージ報知手段１１６に出力してステップＳ４０に進むとしてもよい。
【０１００】
推奨メッセージ報知手段１１６は、入力された推奨メッセージを音声又は画像の少なくとも一方を用いてオペレータに報知し（ステップＳ４０）、本処理は終了される。
【０１０１】
以上のように本実施の形態２によれば、実施の形態１と同様の効果を得られるのは勿論のこと、記憶手段に記憶されている報知メッセージ及び指示メッセージを推奨メッセージとしてオペレータに報知することができるため、過去のプラントの運転制御の技術的な秘訣（ノウハウ）を有効活用することができ、オペレータは、報知された推奨メッセージに基づいて指示メッセージを入力することができるため指示メッセージの入力動作を助長することができ、オペレータのプラント運転制御の経験に拘わらず、操作性、利便性、作業効率の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０１０２】
【図１】本実施の形態１におけるプラント運転支援装置１の構成図である。
【図２】操作命令ＤＢ１１２の一例である。
【図３】実施操作ＤＢ１１４の一例である。
【図４】報知メッセージ出力手段により実行される報知メッセージの出力処理のフローチャートである。
【図５】制御手段により実行されるＳＶ値の出力処理のフローチャートである。
【図６】記憶手段により実行される操作命令ＤＢ及び実施操作ＤＢの生成処理のフローチャートである。
【図７】本実施の形態２におけるプラント運転支援装置４の構成図である。
【図８】推奨メッセージ出力手段により実行される推奨メッセージの出力処理のフローチャートである。
【符号の説明】
【０１０３】
１、４  プラント運転支援装置
２  プラント
３  オペレータ
１０１  表示手段
１０２  未来動作推定手段
１０３  状態判定手段
１０４  メッセージ生成手段
１０５  報知手段
１０６  入力手段
１０７  指示判定手段
１０８  操作量算出手段
１０９  操作シーケンスＤＢ
１１０  プラント制御手段
１１１  操作命令レコード生成手段
１１２  操作命令ＤＢ
１１２ａ  操作命令レコード
１１３  データ変換手段
１１４  実施操作ＤＢ
１１４ａ  実施操作レコード
１１４ｂ  ＰＶ値フィールド
１１４ｃ  ＳＶ値フィールド
１１５  推奨メッセージ生成手段
１１６  推奨メッセージ報知手段
【図１】
2007094843.tif 000003
【図２】
2007094843.tif 000004
【図３】
2007094843.tif 000005
【図４】
2007094843.tif 000006
【図５】
2007094843.tif 000007
【図６】
2007094843.tif 000008
【図７】
2007094843.tif 000009
【図８】
2007094843.tif 000010